[파이썬 OpenCV] 동전 카운터 - cv2.HoughCircles

황선규 박사님의 <OpenCV 4로 배우는 컴퓨터 비전과 머신 러닝>를 공부한 내용을 정리해 보았습니다.

 

예제 코드 출처 :  황선규 박사님 github홈페이지

『OpenCV 4로 배우는 컴퓨터 비전과 머신 러닝』

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동전 카운터

 영상의 동전을 검출하여 금액이 얼마인지를 자동으로 계산하는 프로그램입니다.

 편의상 동전은 100원짜리와 10원짜리만 있다고 가정했습니다.

 

 구현할 기능

 동전 검출하기 -> 허프 원 검출

 동전 구분하기 -> 색상 정보 이용

 입니다.

 

 색상 정보를 이용할 때 hsv로 색 공간을 변환해서 h값을 이용합니다.

 10원 동전의 경우 빨강색 성분이 있어 히스토그램 값을 보았을 때 h값이 양쪽에 위치하게 됩니다.

 양쪽에 있게 되면 10원을 판별하기가 어렵습니다.

 

 이를 해결하기 위해 동전 영역 픽셀에 대해 hue값을 +40만큼 시프트하고, hue 평균을 이용했습니다.

 hue 평균이 90보다 작으면 10원, 90보다 크면 100원 입니다.

 

# 입력 이미지 불러오기
src = cv2.imread('coins1.jpg')

if src is None:
    print('Image open failed!')
    sys.exit()

# 흑백 영상으로 변환(원을 검출하기 위해)
gray = cv2.cvtColor(src, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 허프 변환 함수가 노이즈에 민감하기 때문에 가우시안 블러로 노이즈 제거
blr = cv2.GaussianBlur(gray, (0, 0), 1)

# 허프 변환 원 검출
# 트랙바를 이용한 테스트로 파라미터 값 결정
circles = cv2.HoughCircles(blr, cv2.HOUGH_GRADIENT, 1, 50,
                           param1=150, param2=40, minRadius=20, maxRadius=80)

# 원 검출 결과 및 동전 금액 출력
sum_of_money = 0
dst = src.copy()
if circles is not None: # 원이 검출 됬으면
    for i in range(circles.shape[1]): # 원의 개수 만큼 반복문
        cx, cy, radius = circles[0][i] # 중심좌표, 반지름 정보 얻기
        cv2.circle(dt, (cx, cy), int(radius), (0, 0, 255), 2, cv2.LINE_AA) # 얻은 정보로 원 그리기
        
        # 동전 영역 부분 크롭 영상 만들기
        x1 = int(cx - radius)
        y1 = int(cy - radius)
        x2 = int(cx + radius)
        y2 - int(cy + radius)
        radius = int(radius)
        
        crop = dst[y1:y2, x1:x2, :] # 크롭 영상 생성
        ch, cw = crop.shape[:2] # 크롭 영상의 세로, 가로 정보 획득
        
        # 동전 영역에 대한 ROI 마스크 영상 생성, 배경을 없애기 위함
        mask = np.zeros((ch, cw), np.unit8) # 크롭 영상 크기와 동일한 검정색 마스크
        cv2.circle(mask, (cw//2, ch//2), radius, 255, -1) # 검출된 원크기의 흰색원 그림
        
        # 동전 영역 Hue 색 성분을 +40 시프트하고, Hue 평균을 계산
        hsv = cv2.cvtColor(crop, cv2.COLOR_BGR2HSV)
        hue, _, _ = cv2.split(hsv) # hsv 정보 받아오기
        hue_shift = (hue + 40) % 180 # 나머지 연산을 통해 180 초과하면 0으로
        mean_of_hue = cv2.mean(hue_shift, mask)[0] # 마스크 범위만 hue 평균 계산하기
        
        # Hue 평균이 90보다 작으면 10원, 90보다 크면 100원으로 간주
        won = 100
        if mean_of_hue < 90:
            won = 10
            
        sum_of_money += won
        
        cv2.putText(crop, str(won), (20, 50), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,
                    0.75, (255, 0, 0), 2, cv2.LINE_AA)
       
cv2.putText(dst, str(sum_of_money) + 'won', (40, 80),
            cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX, 2, (255, 0, 0), 2, cv2.LINE_AA)
            
cv2.imshow('src', src)
cv2.imshow('dst', dst)
cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()